Окончив гимназию в Рязани, поступил на юридический факультет Московского университета. Сблизился с А. А. Григорьевым и А. А. Фетом. В журнале "Отечественные записки" в 1840 г. опубликовал первое стихотворение. Участвовал в студенческом альманахе «Подземные ключи». По окончании университета жил в Одессе, затем получил назначение в Тифлис. С 1851 г. жил в Санкт-Петербурге, редактировал журнал «Русское слово». Служил в Комитете иностранной цензуры, в Совете Главного управления по делам печати. Первый поэтический сборник — «Гаммы» (1844). Выпущенный в Одессе сборник «Стихотворения 1845 года» вызвал отрицательную оценку В. Г. Белинского. В сборнике «Сазандар» воссоздал дух и быт народов Кавказа. Небольшая часть стихов Полонского относится к так называемой гражданской лирике («Признаться сказать, я забыл, господа», «Миазм» и другие). Стихотворение «Узница» он посвятил Вере Засулич. Среди поэм Полонского наиболее значительна поэма-сказка «Кузнечик-музыкант». Писал также в прозе. Отдельным изданием вышел первый сборник прозы «Рассказы» в 1859. В основу романа «Дешёвый город» легли впечатления одесской жизни. Многие стихи Полонского положены на музыку А. С. Даргомыжским.
